Grundfunktionen des Schaltkreises für Leitungssicherungen Diagramm
Funktionsschema der Steuerschaltkreise von Schaltgeräten
Hauptkontakte des Schaltgeräts: Diese sind nicht Teil des Steuerschaltkreises. Sie dienen als die primären leitenden Elemente, die sich öffnen und schließen, um den Hauptstromkreis zu unterbrechen oder herzustellen.
Mechanisches Betätigungssystem: Dieses System gibt die Energie frei, die erforderlich ist, um die Hauptkontakte zwischen der geöffneten und geschlossenen Position zu bewegen. Es gehört ebenfalls nicht zum eigentlichen Steuerschaltkreis. Seine Rolle ist entscheidend für die physische Betätigung der Hauptkontakte, was essentiell für die Funktion des Schaltgeräts zur Unterbrechung oder Durchleitung des elektrischen Stroms ist.
Energiespeichersystem: Das Energiespeichersystem liefert Energie an das Betätigungssystem. In Systemen mit hydraulischem, federbetriebenen oder pneumatischem Energiespeicher besteht es in der Regel aus einem Elektromotor, einem motorbetriebenen Pumpen oder einem Kompressor. Dieses System stellt sicher, dass das Betätigungssystem über die notwendige Energie verfügt, um seine Aufgaben, wie das Öffnen und Schließen der Hauptkontakte, auszuführen, wodurch das Schaltgerät effektiv arbeiten kann.
Dichtemonitor und Dichtemonitorkontakte: Diese Geräte spielen eine wichtige Rolle bei der Überwachung der Isolierung und/oder des Bogenlöschmediums, das in modernen Schaltgeräten typischerweise SF6 oder ein Gemischgas ist. Häufig werden temperaturkompensierte Druckschalter verwendet. Sie betätigen Hilfsrelais, um zu verhindern, dass das Schaltgerät trippt oder sich schließt, wenn die SF6-Gasdichte im Gehäuse unter kritische Werte fällt. Diese Schalter und Kontakte erfüllen zwei wichtige Funktionen:
Warn-/Alarmfunktion: Sie geben eine Warnung oder einen Alarm, wenn die SF6-Gasdichte im Gehäuse abnimmt, aber noch oberhalb des Sperrwertes liegt. Diese frühzeitige Warnung gibt dem Bediener genügend Zeit, das Problem zu beheben, bevor das Schaltgerät blockiert und seine Funktionsfähigkeit verliert.
Verriegelungs/Sperrefunktion: Wenn die SF6-Gasdichte den „Sperrwert“ erreicht, bei dem eine sichere Betriebsführung nicht mehr möglich ist, sperren diese Komponenten die Betriebsführung des Schaltgeräts. Der Bediener hat in der Regel die Option, das Schaltgerät so zu konfigurieren, dass es automatisch trippelt und blockiert, wenn dieser Wert erreicht wird (die „gezwungene Trippoption“, die einige Sicherheitsrisiken birgt) oder dass es in seiner aktuellen Position blockiert.
Schließspule: Die Schließspule ist ein Solenoidgerät. Wenn das Schaltgerät ein gültiges Schließsignal erhält, wird die Schließspule energisiert. Diese Energieregelung löst das Mechanismus aus, wodurch die Hauptkontakte des Schaltgeräts geschlossen werden. Sobald das Schaltgerät die geschlossene Position erreicht, öffnen Hilfsschalterkontakte im Schließkreis, wodurch die Schließspulen de-energisiert werden. Normalerweise gibt es nur eine Schließspule im Steuerschaltkreis, um eine einzige, koordinierte Schließaktion sicherzustellen.
Öffnungsspulen: Öffnungsspulen sind ebenfalls Solenoidgeräte. Bei Erhalt eines gültigen Öffnungssignals durch das Schaltgerät werden sie energisiert. Die Energieregelung der Öffnungsspulen löst das Mechanismus aus, wodurch die Hauptkontakte des Schaltgeräts geöffnet werden. Sobald das Schaltgerät die offene Position erreicht, öffnen Hilfsschalterkontakte in den Trippspulenkreisen, wodurch die Trippspulen de-energisiert werden. Üblicherweise gibt es zwei Trippspulen, die von unabhängigen Stromversorgungen betrieben werden. Die Betätigung einer einzigen Trippspule reicht aus, um das Schaltgerät zu öffnen. Die Bereitstellung von zwei Spulen hilft, das Risiko eines Fehlverhaltens beim Trippen zu minimieren und die Zuverlässigkeit des Schaltvorgangs zu erhöhen.
Positions-Hilfsschalter: Von der Betriebsführung des Schaltgeräts angetrieben, dienen diese Kontakte mehreren Zwecken. Sie unterbrechen den Strom der Schließ- und Trippspulen, um sie zu de-energizieren, sobald die Betriebsführung (Schließen oder Öffnen) abgeschlossen ist. Darüber hinaus werden sie zur Anzeige und Überwachung der Position des Schaltgeräts verwendet. Sie spielen auch eine Rolle bei der Verriegelungskontrolle und Schutzoperationen auf der Zellebene oder Stationsniveau, um falsche Schaltvorgänge zu verhindern. Diese Schalter können in jeder Funktion eingesetzt werden, bei der die Position des Schaltgeräts ein kritisches Parameter ist.
Anti-Pumpen: Die Anti-Pumpen-Funktion ist darauf ausgelegt, eine erneute Schließaktion zu verhindern, wenn ein vorheriges Schließkommando immer noch aktiv ist, während das Schaltgerät geöffnet wurde. Dieses Mechanismus verhindert, dass das Schaltgerät sich wiederholt öffnet und schließt, was zu Schäden und Sicherheitsrisiken führen könnte. Typischerweise energisiert das Schließkommando ein Anti-Pumpen-Relais über einen Hilfsschalterkontakt (ein normalerweise offener (NO)-Kontakt). Ein Kontakt des Anti-Pumpen-Relais unterbricht den Kreis zur Schließspule, während ein zweiter Kontakt das Anti-Pumpen-Relais latched oder „eingeschaltet“ hält, bis das Schließkommando vom Kreis entfernt wird.
Energieschwellekontakt: Die Energieschwellekontakte sind so eingestellt, dass sie aktiviert werden, wenn die gespeicherte Energie im Mechanismus, entweder aufgrund von Betriebsvorgängen oder Verlusten, aufgebraucht ist. Normalerweise lösen sie einen Motor aus, um die Energie des Mechanismus auf sein normales Betriebsniveau zurückzuführen, z. B. durch Neukomprimieren einer Feder oder Auffüllen des hydraulischen/pneumatischen Drucks. Für Federmechanismen erfolgt die Aufladung in der Regel nach jedem Schließvorgang, während andere Mechanismustypen mehrere Vorgänge durchführen können, bevor eine Aufladung erforderlich ist. Pneumatische und hydraulische Systeme haben einen Schalter, der den Druck überwacht und einen Kompressor energisiert, wenn der Druck unter einen kritischen Wert fällt. Sobald das Energielevel wiederhergestellt ist, öffnet sich ein Schalter und stoppt den Motor. Der Motor ist in der Regel mit einem Thermalschutz und einem Zeitrelais ausgestattet, das den Motor (oder eine motorbetriebene Pumpe oder einen Kompressor) bei Fehlfunktionen stoppt. Die Schalter oder Kontakte, die die gespeicherte Energie überwachen, erfüllen die folgenden Funktionen:
Schließsperre: Sie sperren die Schließaktion, wenn das Schaltgerät nicht über genügend Energie verfügt, um sicher zu schließen und wieder zu öffnen.
Öffnungs-Sperre: Sie sperren die Öffnung, wenn das Schaltgerät nicht über genügend Energie verfügt, um sicher zu öffnen. Dies ist besonders relevant für hydraulische oder pneumatische Schaltgeräte, obwohl es für federbetriebene Schaltgeräte, bei denen ein erfolgreicher Schließvorgang die Öffnungsfedern auflädt, nicht in gleicher Weise gilt.
Ladekontrolle: Sie steuern (starten und stoppen) den Ladekreis des Energiespeichergeräts (z. B. einer Feder).
Lokal/Fern-Schalter: Dies ist ein Selektorschalter, der es dem Bediener ermöglicht, die Fernsteuerung zu deaktivieren und das Schaltgerät nur lokal zu bedienen. Er dient als Sicherheitsfunktion, um die Fernsteuerung des Schaltgeräts während der Wartung zu verhindern und die Sicherheit des Wartungspersonals zu gewährleisten.
Trennschalter/Sicherungselement: Diese Geräte werden verwendet, um die Stromversorgung des Steuersystems während Wartungsarbeiten oder bei Fehlern im Steuerschaltkreis abzuschalten. Die Trennung erfolgt in der Regel über Messerschalter oder austauschbare Sicherungen/Leiter, die eine visuelle Bestätigung bieten, dass der Steuerschaltkreis offen ist. Sie können auch in der offenen Position verriegelt werden, um unbefugte Wiederanschlüsse zu verhindern. Bei Bedarf an Kurzschluss-Schutz können Mini-Schaltgeräte (MCB) als Alternative zu einfachen Sicherungen verwendet werden.
Lokale Steuerung und Anzeige: Diese Funktion bietet eine Anzeige der Position des Schaltgeräts und des Status der lokalen/fernen Steuerungseinrichtung. Diese Indikatoren dienen hauptsächlich Wartungszwecken oder Notfallvorgängen, je nach lokaler Sicherheitsvorschriften, und ermöglichen es dem Personal, den Zustand des Schaltgeräts schnell einzuschätzen.
Polfehler/Poldiskrepanz-Kreis: Für Schaltgeräte mit unabhängiger Polsteuerung (IPO), bei denen jede Phase ihr eigenes Betätigungssystem hat, ist es möglich, dass eine Phase des Schaltgeräts in einer anderen Position (offen oder geschlossen) als die anderen Phasen ist. Diese Situation, bekannt als Poldiskrepanz oder Poldiskrepanz, kann zu einem unsymmetrischen Primärstrom führen. Bei einer Poldiskrepanz werden Hilfsschalterkontakte in jeder Phase verwendet, um ein Zeitverzögerungsrelais zu energisieren. Wenn die Diskrepanz nach der voreingestellten Zeitverzögerung (in der Regel zwischen 1,5 und 5 Sekunden, abhängig von spezifischen Netzbedingungen und der zulässigen Dauer des asymmetrischen Primärkreisbetriebs, die länger als die Einphasen-Autoreclose-Zeit und kürzer als der negativen Phasenfolgen-Schutz der Erzeugung sein sollte) weiterhin besteht, wird versucht, alle Phasen des Schaltgeräts zu trippeln. Wenn die Poldiskrepanz auf ein Versagen beim Schließen eines Pols zurückzuführen war, wird der Trip wahrscheinlich erfolgreich sein. Wenn jedoch die ursprüngliche Diskrepanz auf ein Versagen beim Öffnen zurückzuführen war, kann der fehlgeschlagene Pol möglicherweise nicht auf nachfolgende Öffnungsbefehle reagieren, und das Öffnen anderer Schaltgeräte kann erforderlich sein.
Heizung: Raumheizer werden in der Regel in jedem Betätigungs- und Steuergehäuse installiert. Ihr Zweck ist es, Kondensation zu reduzieren, die Korrosion und Fehlfunktionen in der Ausrüstung verursachen kann, und somit den zuverlässigen Betrieb der Schaltgerätkomponenten zu gewährleisten.
